对未来计算机发展的思考

目前，计算机元件，如电容器、晶体管、细弹簧、时钟弹簧等。，主要由Ge、Si、Ins、InSb、GeAs、InAs、InAsP和多层半导体异质结构量子阱等组成。材料的应用对体积、结构、重量、寿命、安装方便性、功耗、频率、部件的防污染或防腐蚀起着决定性的作用。如果要在计算机的体积、传输速度、功耗、韧性等方面有进一步的突破，新材料的应用非常重要。

目前，科学家已经制造出世界上最小的计算机逻辑电路，即由单分子碳构成的双晶体管元件，而这种双晶体管的材料是碳纳米管，一种比人类头发还要细10万倍的介质空管。碳纳米管是自然界中最坚硬的物质，比钢还要坚硬十倍，它还具有超级半导体能力。在未来，它很可能在计算机应用中取代硅，成为制作计算机芯片的主要材料。碳纳米管制成的芯片速度比传统芯片快5倍。未来，由碳纳米管技术制成的微处理器将使计算机更小、更快、更节能。碳纳米管的应用和推广将直接导致计算机的巨大突破，这可能导致三维计算机和透明三维计算机桌面系统的出现，可以让人们以在普通桌面上操作实物的方式操作网页、文档和视频资料，并通过手势和眼球运动实现更复杂的功能。借助这样的交互技术和视觉技术，传统计算机界面的桌面功能将得到扩展，人们将自然地从2D屏幕过渡到3D世界。简而言之，当基础材料硅被碳纳米管取代后，未来的计算机机会更小、更快、更便宜，它将能够完成许多以前无法完成的任务，进一步提高计算机的性能。

广泛使用的硅晶体管制造技术由于硅的物理特性已经达到发展极限，难以为继的可能困境，将随着碳纳米管时代的到来而得到解决。未来计算机会朝着更高更快的方向发展。

尺寸上的突破:

目前，“laptop”——笔记本电脑已经成为商务办公、学习研究的标配；“掌上电脑”——可以拿在手中的电脑，已经成为移动办公和家庭娱乐的必需品。在我们惊叹计算机体积迅速缩小，方便生产生活的同时，随着晶体管甚至微型晶体管的出现和应用，未来大如钉子的计算机时代正在悄然来临。

导致计算机尺寸飞跃指甲大小的强大驱动力是一种新型互补金属氧化物半导体晶体管，称为鳍效应晶体管，其长度不到25纳米，未来可以进一步缩小到人类头发宽度的十分之一左右。这种半导体技术的突破，成为未来晶体芯片设计师设计出指甲大小的超级计算机的绝对武器。

从这个角度来看，计算机的所谓突破和未来发展的奇迹，都是基于组成计算机的微小零部件的升级和现有材料的更新，背后是相邻领域的不断探索和一代代科学家的前进。归根结底，计算机的发展是科技发展推动的产物，也是人类智慧的聚合。

显著降低计算机能耗:

随着计算机技术的快速发展和多核芯片的快速普及，计算机的功耗成倍增长，如何在有限的能量下降低功耗成为越来越多人关注的问题。因此，新标准要想得到更多用户的认可，就必须向低功耗方向发展。世界上个人电脑的数量每年都在迅速增加。PC每年的耗电量也是相当惊人的，即使每台PC降低1W，其省电也是相当可观的。

因此，在低能耗的号召下，DDR已经被历史彻底淘汰，DDR2将成为强弩之末。目前的形式暗示着高能节能电脑芯片组的到来。这些新型芯片组在节能的同时，有望解决内存带宽的瓶颈，将会有很大的提升。

如果从计算机来看整个行业，能耗会大大降低，节省下来的能源会更多地用于计算机的进一步发展和创新。我相信，未来的计算机领域将进入超低能耗、超高速发展的新时代。

人工智能的巨大帮助:

人工智能作为计算机科学的一个分支，深刻理解了智能的本质，造就了包括机器人、语言识别、自然语言处理和专家系统在内的先进技术。随着理论和技术的成熟，其应用领域也在不断扩大。未来在人工智能的参与下，有望实现计算机、网络、通信技术三位一体，进而衍生出一系列未来超级计算机。这里有几个例子:

分子计算机:分子计算机的运算速度是目前计算机的1000亿倍，最终将取代硅片计算机。

量子计算机:量子力学证明，单个光子通常不会相互作用，但当它们与一个光学谐振腔中的原子聚在一起时，就会相互产生强烈的影响。光子的这一性质可以用来研制量子力学效应的信息处理器件——光量子逻辑门，进而制造量子计算机。

计算机:科学家发现，DNA有一种特性，可以携带生物体的大量遗传物质。数学家、生物学家、化学家和计算机专家从这里获得灵感，正在合作开发未来的LCD DNA计算机。

神经元计算机:未来人们将制造出能执行类似人脑功能的计算机系统，即人工神经元网络。神经元最有前景的应用是国防:它可以识别物体和目标，处理复杂的雷达信号，并决定要摧毁的目标。计算机的联想信息存储，对学习和数据处理的天然适应性都是非常有效的。

生物计算机:生物计算机主要是用生物电子元件建造的计算机。它是以蛋白质的开关特性和蛋白质分子为成分制成的生物芯片。其性能由元件之间的电流切换速度决定。蛋白质组成的集成电路运行速度非常快，大大超过人脑的思维速度。

人类本身就是精美的艺术品，生物资源的特性就是未来计算机发展的最好例证。从大量人工智能的出现，不断发展甚至战胜人类来看，计算机的发展会更接近人类，甚至与人类结合。从这个角度来看，电子人的时代可能会成为现实。

电子人的时代悄然来临；

电子人是一种“电子控制的有机体”，即一种半人半机器的生物。与人类智能机械相结合，具有两者的优点，成为半机器人，一直是现代科技发展的目标之一。

科学家预测，在未来，人工智能将可能被添加到人脑中，以增加其性能，如更高的内存，更快的计算速度等等。甚至有可能通过基因工程技术改变人类的DNA，改变人类的外貌和行为。人类将有可能拥有可以生长、繁殖、分化、移动、自我组装、自我检测、自我修复的人造细胞，生物和计算机将会融合。

当电子人时代真正到来时，衰老、疾病、死亡、寿命极限等问题。人类现在面临的可能都解决了，但同时人口数量、伦理道德等劣势也将是人类面临的难题。

人类在社会的发展中成长，思维也在发展中不断尝试。科技的每一次飞跃都昭示着人类文明的伟大和优越，灵感的每一次碰撞都画出日新月异的新时代。比未来更远的未来，终将是人类文明智慧充分发挥的大舞台。没有破不了的难题，没有达不到的未来。在一代代的创造中，一切未知都会变成已知，各种创新都会风起云涌。未来计算机发展的前景，反映了未来人类科技的走向。当每一个科学领域都一步步达到巅峰的时候，科学之上的科技会超出我们现在的想象。所以，计算机的发展不会停止，计算机的发展会随着时代的进步继续期待更高的方向，从而达到更高的目标。一切都在期待成为现实。让我们一起期待即将到来的新电脑时代！